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Go语言数据I/O对象操作

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    • 为什么需要
    • ReadWriter对象
    • Reader对象
      • 基础概念
      • 创建Reader对象
      • 操作 Reader 对象
    • Writer 对象
      • 基础概念
      • 创建Writer对象
      • 操作Writer对象

为什么需要

  • 在Go语言中,几乎所有的数据结构都围绕接口展开,接口是Go语言中所有数据结构的核心。在实际开发过程中,无论是实现 web 应用程序,还是控制台输入输出,又或者是网络操作,都不可避免的会遇到 I/O 操作
  • Go语言标准库的 bufio 包中,实现了对数据 I/O 接口的缓冲功能。这些功能封装于接口 io.ReadWriter、io.Reader 和 io.Writer 中,并对应创建了 ReadWriter、Reader 或 Writer 对象,在提供缓冲的同时实现了一些文本基本 I/O 操作功能

ReadWriter对象

  • ReadWriter 对象可以对数据 I/O 接口 io.ReadWriter 进行输入输出缓冲操作,ReadWriter 结构定义如下:

    type ReadWriter struct {<!-- -->
      *Reader
      *Writer
    }
    
    • 默认情况下,ReadWriter 对象中存放了一对 Reader 和 Writer 指针,它同时提供了对数据 I/O 对象的读写缓冲功能

    • 可以使用 NewReadWriter() 函数创建 ReadWriter 对象,该函数的功能是根据指定的 Reader 和 Writer 创建一个 ReadWriter 对象,ReadWriter 对象将会向底层 io.ReadWriter 接口写入数据,或者从 io.ReadWriter 接口读取数据。该函数原型声明如下:

      func NewReadWriter(r *Reader, w *Writer) *ReadWriter
      

      在函数 NewReadWriter() 中,参数 r 是要读取的来源 Reader 对象,参数 w 是要写入的目的 Writer 对象

Reader对象

基础概念

  • Reader 对象可以对数据 I/O 接口 io.Reader 进行输入缓冲操作,Reader 结构定义如下

    type Reader struct {<!-- -->
    )
    

    默认情况下 Reader 对象没有定义初始值,输入缓冲区最小值为 16。当超出限制时,另创建一个二倍的存储空间

创建Reader对象

  • 可以创建 Reader 对象的函数一共有两个,分别是 NewReader() 和 NewReaderSize()

    • NewReader()

      • NewReader() 函数的功能是按照缓冲区默认长度创建 Reader 对象,Reader 对象会从底层io.Reader接口读取尽量多的数据进行缓存。该函数原型如下:

        func NewReader(rd io.Reader) *Reader
        

        其中,参数 rd 是 io.Reader 接口,Reader 对象将从该接口读取数据。

    • NewReaderSize() 函数

      • NewReaderSize() 函数的功能是按照指定的缓冲区长度创建 Reader 对象,Reader 对象会从底层 io.Reader 接口读取尽量多的数据进行缓存。该函数原型如下:

        func NewReaderSize(rd io.Reader, size int) *Reader
        

        其中,参数 rd 是 io.Reader 接口,参数 size 是指定的缓冲区字节长度

操作 Reader 对象

  • 操作 Reader 对象的方法共有 11 个,分别是 Read()、ReadByte()、ReadBytes()、ReadLine()、ReadRune ()、ReadSlice()、ReadString()、UnreadByte()、UnreadRune()、Buffered()、Peek()
  1. Read()

    • Read() 方法的功能是读取数据,并存放到字节切片 p 中。Read() 执行结束会返回已读取的字节数,因为最多只调用底层的 io.Reader 一次,所以返回的 n 可能小于 len§,当字节流结束时,n 为 0,err 为 io. EOF。该方法原型如下

      func (b *Reader) Read(p []byte) (n int, err error)
      

      在方法 Read() 中,参数 p 是用于存放读取数据的字节切片

      package main
      
      import (
          "bufio"
          "bytes"
          "fmt"
      )
      
      func main() {<!-- -->
          data := []byte("i am here")
          rd := bytes.NewReader(data) //读取数据存储至rd之中
          r := bufio.NewReader(rd) //创建rd对象
      
          var buf [128]byte //创建切片	
          n, err := r.Read(buf[:]) //从rd读取数据存入切片之中
          fmt.Println(string(buf[:n]), n, err) //i am here 9 <nil>
      }
      
  2. ReadByte() 方法

    • ReadByte() 方法的功能是读取并返回一个字节,如果没有字节可读,则返回错误信息。该方法原型如下

      func (b *Reader) ReadByte() (c byte,err error)
      
      func main() {<!-- -->
          data := []byte("i am here")
          rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
          r := bufio.NewReader(rd) //创建rd对象
      
      	c,err := r.ReadByte()
      	fmt.Println(string(c),err) //i <nil>
      
      }
      
  3. ReadBytes() 方法

    • ReadBytes() 方法的功能是读取数据直到遇到第一个分隔符“delim”,并返回读取的字节序列(包括“delim”)。如果 ReadBytes 在读到第一个“delim”之前出错,它返回已读取的数据和那个错误(通常是 io.EOF)。只有当返回的数据不以“delim”结尾时,返回的 err 才不为空值。该方法原型如下

      func (b *Reader) ReadBytes(delim byte) (line []byte, err error)
      

      其中,参数 delim 用于指定分割字节。示例代码如下

      func main() {<!-- -->
          data := []byte("i am here")
          rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
          r := bufio.NewReader(rd) //创建rd对象
      
      	c,err := r.ReadBytes('e') //以e为分隔符
      	fmt.Println(string(c),err) //i am he <nil>
      }
      
  4. ReadLine() 方法

  • ReadLine() 是一个低级的用于读取一行数据的方法,大多数调用者应该使用 ReadBytes(’\n’) 或者 ReadString(’\n’)。ReadLine 返回一行,不包括结尾的回车字符,如果一行太长(超过缓冲区长度),参数 isPrefix 会设置为 true 并且只返回前面的数据,剩余的数据会在以后的调用中返回。当返回最后一行数据时,参数 isPrefix 会置为 false。返回的字节切片只在下一次调用 ReadLine 前有效。ReadLine 会返回一个非空的字节切片或一个错误,方法原型如下

    func (b *Reader) ReadLine() (line []byte, isPrefix bool, err error)
    
    func main() {<!-- -->
    	data := []byte("i am here \r\n hello")
    	rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
    	r := bufio.NewReader(rd)    //创建rd对象
    
    	c, prefix, err := r.ReadLine()      //读取一行
    	fmt.Println(string(c), prefix, err) //i am here  false <nil>
    
    	c2, prefix2, err2 := r.ReadLine()      //读取一行
    	fmt.Println(string(c2), prefix2, err2) // hello false <nil>
    
    	//无效了,已经进行了下一次调用
    	fmt.Println(string(c), prefix, err) // helloere  false <nil>
    }
    
    
  1. ReadRune() 方法

    • 读取一个 UTF-8 编码的字符,并返回其 Unicode 编码和字节数。如果编码错误,ReadRune 只读取一个字节并返回 unicode.ReplacementChar(U+FFFD) 和长度 1。该方法原型如下

      func (b *Reader) ReadRune() (r rune, size int, err error)
      
      func main() {<!-- -->
      	data := []byte("i am here \r\n hello")
      	rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
      	r := bufio.NewReader(rd)    //创建rd对象
      
      	c, size, err := r.ReadRune()    //读取一个 UTF-8 编码的字符
      	fmt.Println(string(c), size, err) //i 1 <nil>
      }
      
  2. ReadSlice() 方法

  • ReadSlice() 方法的功能是读取数据直到分隔符“delim”处,并返回读取数据的字节切片,下次读取数据时返回的切片会失效。如果 ReadSlice 在查找到“delim”之前遇到错误,它返回读取的所有数据和那个错误(通常是 io.EOF)。如果缓冲区满时也没有查找到“delim”,则返回 ErrBufferFull 错误。ReadSlice 返回的数据会在下次 I/O 操作时被覆盖,大多数调用者应该使用 ReadBytes 或者 ReadString。只有当 line 不以“delim”结尾时,ReadSlice 才会返回非空 err。该方法原型如下:

    func (b *Reader) ReadSlice(delim byte) (line []byte, err error)
    
    func main() {<!-- -->
    	data := []byte("i am here,hello")
    	rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
    	r := bufio.NewReader(rd)    //创建rd对象
    
    	var delim byte = ','
    
    	c, err := r.ReadSlice(delim) 
    	fmt.Println(string(c), err)  
    
    	c, err = r.ReadSlice(delim)
    	fmt.Println(string(c), err)  
    
    	c, err = r.ReadSlice(delim) 
    	fmt.Println(string(c), err)  
    }
    
    //结果
    i am here, <nil>
    hello EOF
     EOF
    
  1. ReadString() 方法

    • ReadString() 方法的功能是读取数据直到分隔符“delim”第一次出现,并返回一个包含“delim”的字符串。如果 ReadString 在读取到“delim”前遇到错误,它返回已读字符串和那个错误(通常是 io.EOF)。只有当返回的字符串不以“delim”结尾时,ReadString 才返回非空 err。该方法原型如下

      func (b *Reader) ReadString(delim byte) (line string, err error)
      
      func main() {
      	data := []byte("i am here,hello")
      	rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
      	r := bufio.NewReader(rd)    //创建rd对象
      
      	var delim byte = ','
      
      	c, err := r.ReadString(delim) 
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	c, err = r.ReadString(delim)
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	c, err = r.ReadString(delim) 
      	fmt.Println(string(c), err)  
      }
      
      //结果
      i am here, <nil>
      hello EOF
       EOF
      
      
  2. UnreadByte() 方法

    • UnreadByte() 方法的功能是取消已读取的最后一个字节(即把字节重新放回读取缓冲区的前部)。只有最近一次读取的单个字节才能取消读取。该方法原型如下

      func (b *Reader) UnreadByte() error
      
      func main() {
      	data := []byte("i am here,hello")
      	rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
      	r := bufio.NewReader(rd)    //创建rd对象
      
      	var delim byte = ','
      
      	c, err := r.ReadString(delim) 
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	r.UnreadByte() //将,放回
      
      	c, err = r.ReadString(delim)
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	c, err = r.ReadString(delim) 
      	fmt.Println(string(c), err)  
      }
      
      //结果
      i am here, <nil>
      , <nil>
      hello EOF
      
  3. UnreadRune() 方法

  • UnreadRune() 方法的功能是取消读取最后一次读取的 Unicode 字符。如果最后一次读取操作不是 ReadRune,UnreadRune 会返回一个错误(在这方面它比 UnreadByte 更严格,因为 UnreadByte 会取消上次任意读操作的最后一个字节)。该方法原型如下

    func (b *Reader) UnreadRune() error
    
    func main() {<!-- -->
    	data := []byte("i am here,hello")
    	rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
    	r := bufio.NewReader(rd)    //创建rd对象
    
    	var delim byte = ','
    
    	c, err := r.ReadString(delim) 
    	fmt.Println(string(c), err)  
    
    	err2:=r.UnreadRune() //将Unicode 放回
    	fmt.Println(err2)  
    
    }
    //结果
    i am here, <nil>
    bufio: invalid use of UnreadRune
    
  1. Buffered() 方法

    • Buffered() 方法的功能是返回从缓冲区读出数据的字节数

      func main() {<!-- -->
      	data := []byte("i am here,hello")
      	rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
      	r := bufio.NewReader(rd)    //创建rd对象
      
      	var delim byte = ','
      
      	c, err := r.ReadString(delim) 
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	rn := r.Buffered()
          fmt.Println(rn)
      	
      	c, err = r.ReadString(delim)
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	rn = r.Buffered()
          fmt.Println(rn)
      
      	c, err = r.ReadString(delim) 
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	rn = r.Buffered()
          fmt.Println(rn)
      }
      
      //结果
      i am here, <nil>
      5
      hello EOF
      0
       EOF
      0
      
      
  2. Peek() 方法

    • Peek() 方法的功能是读取指定字节数的数据,这些被读取的数据不会从缓冲区中清除。在下次读取之后,本次返回的字节切片会失效。如果 Peek 返回的字节数不足 n 字节,则会同时返回一个错误说明原因,如果 n 比缓冲区要大,则错误为 ErrBufferFull。该方法原型如下

      func (b *Reader) Peek(n int) ([]byte, error)
      

      在方法 Peek() 中,参数 n 是希望读取的字节数

      func main() {<!-- -->
      	data := []byte("i am here,hello")
      	rd := bytes.NewReader(data) //创建读取对象
      	r := bufio.NewReader(rd)    //创建rd对象
      
      	c, err := r.Peek(2)
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	c, err = r.Peek(3)
      	fmt.Println(string(c), err)  
      
      	c, err = r.Peek(18)
      	fmt.Println(string(c), err)  
      }
      //结果
      i  <nil>
      i a <nil>
      i am here,hello EOF
      

Writer 对象

基础概念

  • Writer 对象可以对数据 I/O 接口 io.Writer 进行输出缓冲操作,Writer 结构定义如下

    type Writer struct {<!-- -->
    }
    

    默认情况下 Writer 对象没有定义初始值,如果输出缓冲过程中发生错误,则数据写入操作立刻被终止,后续的写操作都会返回写入异常错误

创建Writer对象

  • 创建 Writer 对象的函数共有两个分别是 NewWriter() 和 NewWriterSize()

    • NewWriter() 函数

      • NewWriter() 函数的功能是按照默认缓冲区长度创建 Writer 对象,Writer 对象会将缓存的数据批量写入底层 io.Writer 接口。该函数原型如下

        func NewWriter(wr io.Writer) *Writer
        

        其中,参数 wr 是 io.Writer 接口,Writer 对象会将数据写入该接口

    • NewWriterSize() 函数

      • NewWriterSize() 函数的功能是按照指定的缓冲区长度创建 Writer 对象,Writer 对象会将缓存的数据批量写入底层 io.Writer 接口。该函数原型如下

        func NewWriterSize(wr io.Writer, size int) *Writer
        

        其中,参数 wr 是 io.Writer 接口,参数 size 是指定的缓冲区字节长度

操作Writer对象

  • 操作 Writer 对象的方法共有 7 个,分别是 Available()、Buffered()、Flush()、Write()、WriteByte()、WriteRune() 和 WriteString() 方法
  1. Available() 方法

    • Available() 方法的功能是返回缓冲区中未使用的字节数,该方法原型如下

      func (b *Writer) Available() int
      
      func main() {<!-- -->
      	wr := bytes.NewBuffer(nil)
      	w := bufio.NewWriter(wr)
      	v := []byte("i am here")
      
      	fmt.Println("写入前未使用的缓冲区为:", w.Available())
      	w.Write(v)
      	fmt.Printf("写入%q后,未使用的缓冲区为:%d\n", string(v), w.Available())
      }
      //结果
      写入前未使用的缓冲区为: 4096
      写入"i am here"后,未使用的缓冲区为:4087
      
  2. Buffered() 方法

    • Buffered() 方法的功能是返回已写入当前缓冲区中的字节数,该方法原型如下

      func (b *Writer) Buffered() int
      
      func main() {<!-- -->
      	wr := bytes.NewBuffer(nil)
      	w := bufio.NewWriter(wr)
      	v := []byte("i am here")
      
      	fmt.Println("写入前缓冲区字节数为:", w.Buffered())
      	w.Write(v)
      	fmt.Printf("写入%q后,缓冲区字节数:%d\n", string(v), w.Buffered())
      }
      //结果
      写入前缓冲区字节数为: 0
      写入"i am here"后,缓冲区字节数:9
      
  3. Flush() 方法

    • Flush() 方法的功能是把缓冲区中的数据写入底层的 io.Writer,并返回错误信息。如果成功写入,error 返回 nil,否则 error 返回错误原因。该方法原型如下

      func (b *Writer) Flush() error
      
      func main() {<!-- -->
      	wr := bytes.NewBuffer(nil)
      	w := bufio.NewWriter(wr)
      	v := []byte("i am here")
      
      	w.Write(v)
      
      	fmt.Printf("未执行 Flush 缓冲区输出 %q\n", string(wr.Bytes()))
          w.Flush()
          fmt.Printf("执行 Flush 后缓冲区输出 %q\n", string(wr.Bytes()))
      }
      
      //结果
      未执行 Flush 缓冲区输出 ""
      执行 Flush 后缓冲区输出 "i am here"
      
  4. Write() 方法

    • Write() 方法的功能是把字节切片 p 写入缓冲区,返回已写入的字节数 nn。如果 nn 小于 len§,则同时返回一个错误原因。该方法原型如下

      func (b *Writer) Write(p []byte) (nn int, err error)
      
  5. WriteByte() 方法

  • WriteByte() 方法的功能是写入一个字节,如果成功写入,error 返回 nil,否则 error 返回错误原因。该方法原型如下

    func (b *Writer) WriteByte(c byte) error
    
    func main() {<!-- -->
    	wr := bytes.NewBuffer(nil)
    	w := bufio.NewWriter(wr)
    
    	var v byte = 'a'
    	err := w.WriteByte(v)
    	w.Flush()
    	fmt.Println(string(wr.Bytes()), err)
    }
    //结果
    a <nil>
    
  1. WriteRune() 方法

    • WriteRune() 方法的功能是以 UTF-8 编码写入一个 Unicode 字符,返回写入的字节数和错误信息。该方法原型如下

      func (b *Writer) WriteRune(r rune) (size int,err error)
      

      其中,参数 r 是要写入的 Unicode 字符

      func main() {<!-- -->
      	wr := bytes.NewBuffer(nil)
      	w := bufio.NewWriter(wr)
      
      	var v rune = 'a'
      	size,err := w.WriteRune(v)
      	w.Flush()
      	fmt.Println(string(wr.Bytes()), size,err)
      }
      //结果
      a 1 <nil>
      
  2. WriteString() 方法

  • WriteString() 方法的功能是写入一个字符串,并返回写入的字节数和错误信息。如果返回的字节数小于 len(s),则同时返回一个错误说明原因

    func (b *Writer) WriteString(s string) (int, error)
    
    func main() {<!-- -->
    	wr := bytes.NewBuffer(nil)
    	w := bufio.NewWriter(wr)
    
    	var v string = "i am here"
    	size,err := w.WriteString(v)
    	w.Flush()
    	fmt.Println(string(wr.Bytes()), size,err)
    }
    //结果
    i am here 9 <nil>
    
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